JP2016103929A - インナーロータ型モータおよびそれを備えた電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】軸心方向における固定子の位置決め手法によりインナーロータ型モータの大型化を抑制する。【解決手段】ハウジング１２、１３の内周面には凸部２０６が形成され、固定子１１の外周面には凹部１２１が形成され、この凹部１２１と凸部２０６の嵌合により、固定子１１はハウジング１２、１３に対して位置決めされ、固定子１１は、固定子鉄心１１１の軸心方向の一端の鉄心端面１９３に、取付面１９６を有する円環状のインシュレータ１１２が密着されて構成され、インシュレータ１１２には、センサ基板１１５が、回転子１４の回転角を検出可能な状態で取り付けられ、固定子１１の凹部１２１は、インシュレータ１１２の外周面１９７一部であって鉄心端面１９３との密着部分を含む部位１８９に切欠き部１２２が形成されることで構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、特に、インナーロータ型のモータに関する。

一般に、インナーロータ型のモータは、ハウジングと、ハウジングに固定された固定子と、固定子内に配された回転子とを備えている。特に、回転子が永久磁石で構成されたモータでは、脱調や同期外れを防ぐために回転子の磁極位置を検出して固定子に発生させる磁極の強さの制御を行っている。この目的のため、このようなモータは、ホール素子などの磁気センサを載せたセンサ基板を備えている。センサ基板は通常、回転子に対して軸心方向に離れた位置に配される。センサ基板による回転子の磁極位置の検出精度を高めるためには、磁気センサと回転子との距離を一定に保つ必要がある。回転子はハウジングに対して軸心方向に相対移動しないので、回転子に対するセンサ基板の相対位置を位置決めし、センサ基板をハウジングに固定することで、磁気センサと回転子の磁極との距離を一定に保つことができる。

しかしながら、センサ基板を直接ハウジングに取り付けると、センサ基板の耐久性が損なわれるという問題がある。例えば、インパクトドライバ等の電動工具においてこのようなモータを動力源として用いると、環境やモータ自身の動作によって振動が発生する。この振動に起因して、センサ基板とハウジングとの取り付け部分に応力集中が起き、センサ基板の耐久性が損なわれることがある。そのため、例えば特許文献１では、センサ基板を固定子に固定し、固定子をハウジングに固定することで、間接的にセンサ基板をハウジングに固定する構造が開示されている。特許文献１に開示されている固定子は、円筒状の固定子鉄心と、固定子鉄心の軸心方向両側に配された円環状のインシュレータとを含む。そして、２つのインシュレータの一方の外周面に係合凸部を設け、ハウジングの内周面に係合凹部を設けて、係合凸部と係合凹部の嵌め合わせることで、固定子のハウジングに対する軸心方向の位置決めが行われる。なお、インシュレータの一方の外周面に係合凹部を設け、ハウジングの内周面に係合凸部を設ける場合についても特許文献１は開示している。いずれの場合についても、センサ基板は、２つのインシュレータのうち、ハウジングに対して位置決めが行われるインシュレータに固定されている。これは、固定子鉄心の軸心方向の長さの誤差によりセンサ基板の位置決め精度が低下することを防ぐためである。固定子鉄心は、一般に、積層鋼板で構成されるため、固定子鉄心の厚みには各鋼板の板厚の誤差が累積されている。ハウジングに対して位置決めが行われるインシュレータとセンサ基板が固定されるインシュレータとが異なっていると、センサ基板はインシュレータのみならず固定子鉄心を介してハウジングに固定されることになる。そのため、そのような構成とすれば、固定子鉄心の軸心方向の長さの誤差により、ハウジングに対するセンサ基板の軸心方向の相対位置にばらつきが生じてしまい、センサ基板の軸心方向の位置決め精度が低下してしまうからである。

特許第５０２５９９９号公報

特許文献１の技術では、ハウジングの内周面とインシュレータの外周面のいずれに係合凹部を設けてもよいとしている。しかしながら、ハウジングの内周面に係合凹部を設ける場合、インシュレータの内周面に係合凹部を設ける場合と比べてハウジングを径方向に厚くする必要がある。ハウジングの強度を十分に保つためには、係合凹部におけるハウジングの厚みをある程度確保する必要がある。そのため、ハウジングの内周面に係合凸部を設け、かつ係合凸部以外のハウジングの厚みをある程度確保する場合と比べて、インシュレータの外周面に設ける凸部の高さだけハウジングを径方向に厚くする必要があるからである。したがって、ハウジング内周面に係合凸部を、インシュレータの外周面に係合凹部をそれぞれ設ける構成の方が、モータを径方向に大型化させない観点から好ましい。

しかしながら、インシュレータの外周面に凹部を設けるにあたり、特許文献１の技術では、インシュレータの軸心方向の厚みを小さくできない。図６（ａ）は、特許文献１のＤＣブラシレスモータの軸心方向に沿った断面図である。固定子鉄心１１Ａはインシュレータ１２Ａによって被覆されており、ホール素子１７Ａを備えるセンサ基板１４Ａがインシュレータ１２Ａに固定されている。インシュレータ１２Ａは、インシュレータ１２Ａの外周面の中央部に設けられた係合凹部１９Ａがハウジング１３Ａの内周面に設けた係合凸部１８Ａと嵌め合わされることで位置決めされている。図６（ｂ）は、インシュレータ１２Ａの外周面とハウジング１３Ａの内周面との嵌め合い箇所の拡大図である。インシュレータ１２Ａの外周面の中央部に係合凹部１９Ａを設けた上でインシュレータ１２Ａの強度を保つためには、インシュレータ１２Ａにおいて係合凹部１９Ａの両側の２か所の領域にある程度の軸心方向の厚みが必要である。すなわち、係合凹部１９Ａより固定子鉄心１１Ａ側の領域２１Ａ、および、係合凹部１９Ａよりセンサ基板１４Ａ側の領域２２Ａのいずれにも、インシュレータ１２Ａの軸心方向の厚みをある程度確保する必要がある。これにより、インシュレータの厚みの下限値が大きくなり、ハウジングの軸心方向の長さが大きくなってモータが大型化してしまう。

本発明は、軸心方向における固定子の位置決め手法により、大型化を抑制したインナーロータ型モータと、そのようなインナーロータ型モータを備える電動工具を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るインナーロータ型モータは、ハウジング内に固定子が固設され、前記固定子内に回転子が同軸に配され、前記固定子の軸心方向の一端にセンサ基板が配されているインナーロータ型モータであって、前記ハウジングの内周面には凸部が形成され、前記固定子の外周面には凹部が形成され、この凹部と凸部の嵌合により、前記固定子は前記ハウジングに対して位置決めされ、前記固定子は、固定子鉄心の軸心方向の一端の鉄心端面に、取付面を有する円環状のインシュレータが密着されて構成され、前記インシュレータには、前記センサ基板が、前記回転子の回転角を検出可能な状態で取り付けられており、前記固定子の凹部は、前記インシュレータの外周面一部であって前記鉄心端面との密着部分を含む部位に切欠き部が形成されることで構成されていることを特徴とする。

上述した構成によれば、ハウジングの凸部が、固定子の凹部と嵌合するため、固定子がハウジングに対して軸心方向に相対移動できず、ハウジングに対して固定子を位置決めすることができる。また、ハウジングが内周面に凸部を持つため、凸部以外の箇所においてハウジングの径方向の厚みを抑制できる。さらに、固定子の凹部が、固定子鉄心の第１端面とインシュレータの切欠き部によって構成されるため、インシュレータの軸心方向の厚みを抑制することができる。なぜならば、上述した構成では固定子の凹部がインシュレータの第２端面側に寄せてあるからである。特許文献１で開示されているように固定子の凹部がインシュレータの中央部に設けられる場合には、上述したように凹部の両側となる２か所の領域において、インシュレータの厚みをある程度以上確保する必要がある。これに対し、上述した構成では、インシュレータの強度を保つために、第２端面の反対側の端面と、切欠き部との間の領域の１か所だけ、インシュレータの厚みをある程度以上確保すればよい。そのため、固定子の凹部がインシュレータの中央部に設けられる場合と比べて、インシュレータの軸心方向の厚みを抑制することができる。結果、径方向においても軸心方向においても、インナーロータ型モータの大型化を抑制できる。

実施の形態に係るＤＣブラシレスモータ１の分解斜視図である。 （ａ）実施の形態に係るＤＣブラシレスモータ１における固定子鉄心１１１とインシュレータ１１２との構造を示す分解図である。（ｂ）インシュレータ１１２のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）実施の形態に係るＤＣブラシレスモータ１の軸心方向に沿った断面図である。（ｂ）実施の形態に係るＤＣブラシレスモータ１の断面図における、固定子とハウジングの嵌合箇所を示す拡大図である。 （ａ）変形例１に係る固定子２１の模式図である。（ｂ）変形例１に係る第１半ケージング２２の模式図である。（ｃ）変形例２に係る固定子１１の模式図である。（ｄ）変形例２に係る第１半ケージング３１の模式図である。 変形例３に係る固定子４１の模式図である。 （ａ）従来のＤＣブラシレスモータの断面図である。（ｂ）従来のＤＣブラシレスモータの断面図における、固定子とハウジングの係合箇所を示す拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施の形態に係るＤＣブラシレスモータ１の分解斜視図である。図１に示すように、ハウジングは軸心に沿った分割面で左右二分される二つ割り構造を有し、第１半ケージング１２と第２半ケージング１３とからなる。第１半ケージング１２と第２半ケージング１３は、ボルトとナットのような締結具、係合爪とそれに適合した係合凹部のような係合構造、接着材などにより連結される。

固定子１１は、固定子鉄心１１１、インシュレータ１１２、インシュレータ１１３、放熱台１１４、センサ基板１１５を備えている。なお、図１に示される固定子１１には、シャフト１０１、冷却ファン１０４を含む回転子１４が軸受１０２と軸受１０３で軸受けされて固定子１１内部に配されている。
固定子鉄心１１１とインシュレータ１１２の詳細を図２（ａ）に示す。固定子鉄心１１１は、円筒状であり、例えば、軸心方向に積層された積層鋼板で構成される。なお、軸心方向とは、シャフト１０１の軸心に沿った向きのことである。固定子鉄心１１１の内周面１９２には、周方向を６等分する位置に、６つの歯部（ティース）１４１〜１４６が設けられている。また、固定子鉄心１１１の外周面１９１には、周方向を６等分する位置にＶ字型の係合溝部１３１〜１３６が設けられている。各係合溝部１３１〜１３６は、軸心方向に沿って形成されている。なお、係合溝部１３１〜１３６はそれぞれ、歯部１４１〜１４６の外周側となる位置に形成される。固定子鉄心１１１の一方の端面である鉄心端面１９３はインシュレータ１１２に、他方の端面１９４はインシュレータ１１３に、それぞれ被覆される。

インシュレータ１１２はセンサ固定面１９５、取付面１９６、外周面１９７と内周面１９８を有し、後述するようにセンサ固定面１９５上に突起状のネジ穴を有する、円環状の絶縁体であり、例えば、ナイロン等で構成される。なお、インシュレータ１１２の外径は固定子鉄心１１１の外径と同一である。インシュレータ１１２の内周面１９８には、６つの逆Ｕ字型のコイル絶縁部１６１〜１６６が設けられている。また、固定子鉄心１１１の歯部空隙１５１〜１５６に対応した係合凸部１７１〜１７６が、インシュレータ１１２の取付面１９６に設けられている。インシュレータ１１２の係合凸部１７１〜１７６が固定子鉄心１１１の歯部空隙１５１〜１５６とそれぞれ凹凸係合することにより、コイル絶縁部１６１〜１６６がそれぞれ、歯部１４１〜１４６の端面を被覆する。図示しないが、同様にインシュレータ１１３が固定子鉄心１１１の歯部１４１〜１４６の端面を被覆している。駆動コイル（図示しない）は、歯部１４１〜１４６においてインシュレータ１１２およびインシュレータ１１３に被覆された部分に配線が巻回されることで構成される。

インシュレータ１１２の外周面１９７の一部であって、固定子鉄心１１１の鉄心端面１９３と密着する取付面１９６を含む部位には、周方向に全周に渡って切欠き部１２２が設けられている。図２（ｂ）にインシュレータ１１２のＡ−Ａ断面図を示す。具体的にはインシュレータ１１２の、外周面１９７から内周側に一定深さまでの厚みのある仮想的な円環状の領域と、取付面１９６からセンサ固定面１９５側に一定深さまでの厚みのある仮想的な円環状の領域とが重なる外縁領域１８９に切欠き部１２２が形成される。言い換えれば、外縁領域１８９とは、外周面１９７と取付面１９６とによって構成されるべき円環状の縁と、その縁の周辺を含む、仮想的な円環状の領域である。すなわち、インシュレータ１１２は、外周面１９７と取付面１９６とによって構成されるべき円環状の縁およびその周辺が切欠き部１２２によって削り取られたような形状となっている。この切欠き部１２２により、外周面には段差が生じており、外周面１９７より径が小さい第２の外周面１９９と、第２の外周面１９９と内周面１９８とを繋ぐ円環状の端面１８８が形成される。これにより、インシュレータ１１２と固定子鉄心１１１とを接合して固定子１１を構成した時に、固定子鉄心１１１の鉄心端面１９３と端面１８８とが対向して位置決め凹部１２１の両側面を構成する。同時に、第２の外周面１９９が位置決め凹部１２１の底面を構成する。これにより、固定子１１の外周面に全周に渡って形成された円環状の溝として位置決め凹部１２１が形成される。

インシュレータ１１２のセンサ固定面１９５には、コイル絶縁部１６１〜１６６と重複しない位置に、外周を３等分するようにネジ穴１８１〜１８３が設けられている。ネジ穴１８１〜１８３はセンサ固定面１９５から盛り上がるように形成され、シャフト１０１に近い約１２０°の領域１８１ａ〜１８３ａは、それ以外の領域１８１ｂ〜１８３ｂに対して低くなっている。領域１８１ａ〜１８３ａにはセンサ基板１１５が、それ以外の領域１８１ｂ〜１８３ｂには放熱台１１４が、それぞれ直接触れる。すなわち、ＤＣブラシレスモータ１の断面図である図３に示すように、インシュレータ１１２と放熱台１１４がセンサ基板１１５を挟み込むようにしてネジ止めされ、がたつきなくセンサ基板１１５がインシュレータ１１２に固定される。

図１に戻って説明を続ける。放熱台１１４は、上述したように、３つのネジ（図示しない）によってインシュレータ１１２に固定され、インシュレータ１１２とともにセンサ基板１１５を挟み込むように支持している。放熱台１１４は、円環状であり、コイル絶縁部１６１〜１６６と係合凸部１７１〜１７６とを有さず、切欠き部１２２によって切り欠かれていないことを除いてインシュレータ１１２と同様の構造である。但し、放熱台１１４は、センサ基板１１５の熱を逃がすためのものであるので、熱伝導率の高い金属、例えば、アルミニウムで構成される。放熱台１１４の外径は、インシュレータ１１２の外径と等しい。

図３に示すように、センサ基板１１５は、円盤形状であり、中心にシャフト１０１を通すための逃がし穴１１７が形成されている。センサ基板１１５の外径は、シャフト１０１の軸心を中心としてネジ穴１８１〜１８３の領域１８１ａ〜１８３ａを含んだ円の直径とほぼ等しい。また、センサ基板１１５の固定子鉄心１１１側の面には、逃がし穴１１７に沿って等間隔に、磁気センサ１１６を含めて磁気センサが３つ設けられている。磁気センサのそれぞれは、例えば、ホール素子である。この磁気センサにより回転子１４の磁極の位置を検出し、歯部１４１〜１４６に構成された駆動コイルへ電流を供給することで、回転子１４の駆動が可能となる。

インシュレータ１１３は、上述したように、固定子鉄心１１１の端面１９４を被覆している。インシュレータ１１３は、ネジ穴１８１〜１８３を有さず、切欠き部１２２によって切り欠かれていないことを除いてほぼインシュレータ１１２と同様の構造である。
回転子１４の構造を図３を用いて説明する。回転子１４は、円盤状の鋼板を積層した回転子鉄心１０５と、ホルダー１０７に支持され、回転子鉄心１０５を包むように構成された４極のリングマグネット１０６とをシャフト１０１上に備える。なお、リングマグネット１０６は固定子の駆動コイルに対向する位置に設けられる。また、回転子１４は、回転子鉄心１０５と軸受１０２との間のシャフト１０１上に冷却ファン１０４を備える。

次に、ハウジングについて図１に戻って説明する。なお、第２半ケージング１３の内部構造は第１半ケージング１２と同様であるため、図示および詳細な説明を省略する。
第１半ケージング１２には、固定子１１を収納する本体収納部２０５と、軸受１０２、１０３を収納する軸受収納部２０１、２０２が設けられる。
第１半ケージング１２の本体収納部２０５と対向する内周面には、円弧上に伸びる凸部である位置決め凸部２０６と、軸心方向に延びる凸部である回転抑止凸部２１１〜２１３とが設けられている。位置決め凸部２０６の軸心方向の幅Ｗ１は、位置決め凹部１２１の軸心方向の幅Ｗ２と等しく、位置決め凸部２０６の高さＨ１は、位置決め凹部１２１の深さＤ２と等しい。また、回転抑止凸部２１１〜２１３の各々の幅と高さは、係合溝部１３１〜１３６の各々の幅と深さに等しい。

固定子１１が本体収納部２０５に格納される際、位置決め凸部２０６が固定子１１の位置決め凹部１２１と凹凸嵌合する。すなわち、第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６と固定子１１の位置決め凹部１２１とが、隙間なく嵌め合わされる。これにより、固定子１１が第１半ケージング１２に対して軸心方向に位置決めされる。すなわち、固定子１１がハウジングに対して軸心方向に位置決めされる。さらに、間接的にセンサ基板１１５がハウジングに対して軸心方向に位置決めされる。また、回転抑止凸部２１１〜２１３がそれぞれ、係合溝部１３１〜１３６の隣り合う３つと凹凸嵌合する。これにより、固定子１１がハウジングに対して回転することが抑止される。

図３（ｂ）は、図３（ａ）の断面図において、第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６が固定子１１の位置決め凹部１２１と凹凸嵌合している箇所を拡大した図である。図３（ｂ）に示されるように、インシュレータ１１２と固定子鉄心１１１が第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６を挟み込む構造となっている。そのため、インシュレータ１１２の軸心方向の厚みは、端面１８８からセンサ固定面１９５までの領域の強度を確保すればよい。その結果、インシュレータ１１２の軸心方向の厚みを抑制することができ、結果としてＤＣブラシレスモータ１自体の軸心方向の長さを抑制することができる。

＜変形例１＞
図４（ａ）、図４（ｂ）に位置決め凸部と位置決め凹部の第１の変形例を示す。図４（ａ）は、固定子２１に設けられた位置決め凹部３１０を示す。位置決め凹部３１０は、周方向に等間隔に配置された、軸心方向に同じ幅で周方向に同じ長さの６個の窪みからなる。なお、図４（ａ）では、位置決め凹部３１０を構成する６個の窪みの一部である窪み３１１〜３１２のみを示している。図４（ｂ）は、第１半ケージング２２に形成された位置決め凸部３２０を示す。位置決め凸部３２０は、位置決め凹部３１０と対応するように、周方向に等間隔に配置された、軸心方向に同じ幅で周方向に同じ長さの３個の突起３２１〜３２３からなる。

このような構成により、固定子２１が第１半ケージング２２に収納された際に、固定子２１の位置決め凹部３１０と第１半ケージング２２の位置決め凸部３２０とが凹凸嵌合する。そのため、上述した実施の形態のような位置決め凸部や位置決め凹部が周方向に連続する均一な構造でなくても、固定子とセンサ基板の軸心方向の位置決めを行うことができる。

＜変形例２＞
図４（ｃ）、図４（ｄ）に位置決め凸部と位置決め凹部の第２の変形例を示す。図４（ｃ）は、固定子１１に形成された周方向に全周に渡る溝としての位置決め凹部１２１を示している。すなわち、本変形例に係る位置決め凹部の構造は上述した実施の形態と全く同じである。一方、図４（ｄ）は、第１半ケージング３１に設けられた位置決め凸部３３０を示す。位置決め凸部３３０は、周方向に等間隔に配置された、同形状の３つの突起３３１〜３３３からなる。突起３３１〜３３３は、Ｈ字状であり、軸心方向の幅は位置決め凹部１２１の軸心方向の幅と同一である。

そのため、固定子１１が第１半ケージング３１に収納された際に、第１半ケージング３１の位置決め凸部３３０と固定子１１の位置決め凹部１２１との間に隙間はあるが、固定子１１が第１半ケージング３１に対して軸心方向に相対移動不可能な状態となる。すなわち、第１半ケージング３１の位置決め凸部３３０と固定子１１の位置決め凹部１２１は、軸心方向にがたつきなくかみ合う。そのため、固定子１１を第１半ケージング３１に対して軸心方向の位置決めをすることができる。したがって、位置決め凸部と位置決め凹部は、隙間なく嵌め合う構造でなくても軸心方向にがたつきなくかみ合う構造であれば、上述した実施の形態と同様、固定子とセンサ基板の軸心方向の位置決めを行うことができる。

＜変形例３＞
図５に、インシュレータとセンサ基板の変形例を示す。本変形例の固定子４１は、センサ基板に対して放熱台を備えず、センサ基板４１５をインシュレータ４１２に直接的に固定している。具体的には、インシュレータ４１２は、３つのネジ穴において、領域１８１ａと領域１８１ｂとのような段差を有していないことを除き、インシュレータ１１２と同じ構成である。センサ基板４１５は、インシュレータ４１２の３つのネジ穴に対応したネジ貫通穴を有する。センサ基板４１５は、センサ基板４１５のネジ貫通穴を通じてインシュレータ４１２のネジ穴に挿入される３つのネジ４１６により、インシュレータ１１２にネジ止めされる。

このような構成により、放熱台がなくても、固定子とセンサ基板の軸心方向の位置決めを行うことができる。
＜実施の形態に係るその他の変形例＞
（１）実施の形態では、第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６の高さＨ１と幅Ｗ１が、それぞれ固定子１１の位置決め凹部１２１の深さＤ２と幅Ｗ２と等しい場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、位置決め凹部１２１の深さＤ２は、位置決め凸部２０６の高さＨ１よりも小さいとしてもよい。このような場合であっても、第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６と固定子１１の位置決め凹部１２１は軸心方向にがたつきなくかみ合うため、固定子とセンサ基板の軸心方向の位置決めを行うことができる。

また、位置決め凸部と位置決め凹部の形状は、軸心方向にがたつきなくかみ合う構造であれば、実施の形態および変形例１、２で説明した構造に限られない。例えば、位置決め凹部は円環状の溝であり、位置決め凸部は、軸心方向の幅が位置決め凹部の軸心方向の幅と同じである、はしご状の突起であってもよい。また、変形例１において、突起３２１〜３２３の周方向の長さは、窪み３１１、３１２それぞれの周方向の長さより短い、としてもよいし、変形例２のようにＨ字状の突起であってもよい。

なお、回転抑止凸部２１１〜２１３と係合溝部１３１〜１３６との関係も同様であり、周方向にがたつきなくかみ合う構造であれば、実施の形態および変形例１、２で説明した構造に限られない。例えば、回転抑止凸部２１１〜２１３それぞれの高さは、係合溝部１３１〜１３６それぞれの深さより小さい、としてもよい。
（２）実施の形態および変形例１、２では、固定子鉄心１１１とインシュレータ１１２との外径が同一である場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、インシュレータ１１２の外径は、固定子鉄心１１１の外径よりも小さいとしてもよい。このような場合であっても、インシュレータ１１２の第２の外周面１９９における外径は外周面１９７の外径より小さいため、位置決め凹部１２１を形成することが可能である。なお、インシュレータ１１２の外径が固定子鉄心１１１の外径より大きいと、本体収納部２０５を大きくする必要が生じ、モータの大型化につながる。そのため、インシュレータ１１２の外径は固定子鉄心１１１の外径以下であることが好ましい。

同様に、放熱台１１４の外径は、インシュレータ１１２との外径より小さくてもよい。また、センサ基板１１５の外径は、放熱台１１４の外径以下であってリングマグネット１０６の外径以上であればよい。なお、センサ基板１１５は、インシュレータ１１２と放熱台１１４とに挟み込まれる場合に限られず、インシュレータ１１２に直接的に固定されてもよい。または、センサ基板１１５が放熱台１１４に固定され、放熱台１１４がインシュレータ１１２に固定される、といったように、センサ基板１１５が放熱台１１４を介して間接的にインシュレータ１１２に固定されるとしてもよい。

（３）実施の形態および変形例１、２では、固定子１１とハウジングは、位置決め凸部と位置決め凹部の凹凸嵌合のみで軸心方向の相対移動を規制する場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、第１半ケージング１２の本体収納部２０５と対向する内周面において、インシュレータ１１３と冷却ファン１０４との間となる位置に隔壁を設けてもよい。このとき、本体収納部２０５が、冷却ファン１０４が収納される冷却ファン収納部と、冷却ファン１０４以外の回転子１４と固定子１１とが収納される固定子収納部とに、隔壁によって分離される。そのため、冷却ファン１０４方向への固定子１１の移動を隔壁によって規制することができる。但し、位置決め凹部１２１と位置決め凸部２０６との凹凸嵌合による位置決めを阻害しないようにするため、隔壁は固定子１１を強固に固定したり、固定子１１に軸心方向の圧縮応力を加えたりするものでないことが好ましい。固定子鉄心１１１の軸心方向の長さの誤差や熱膨張等により、位置決め凹部１２１と位置決め凸部２０６との凹凸嵌合箇所に応力がかかり、位置決め精度の低下の原因となり得るためである。なお、固定子１１の移動を規制する構成は隔壁に限られず、例えば、インシュレータ１１３を保持する部材であってもよい。

（４）実施の形態および変形例１、２では、センサ基板１１５は固定子１１から見て冷却ファン１０４と逆側に取り付けられ、回転軸１０１は冷却ファン１０４側でハウジングの外に出ている場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、冷却ファン１０４は固定子１１から見てセンサ基板１１５と同じ側に取り付けられていてもよいし、回転軸１０１は、センサ基板１１５側でハウジングの外に出ているとしてもよい。また、冷却ファン１０４は固定子１１の両側に取り付けられていてもよいし、ＤＣブラシレスモータ１はファンを備えない、としてもよい。

（５）実施の形態および変形例１、２では、ＤＣブラシレスモータが固有のハウジングを有している場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、インパクトドライバのような電動工具の動力源として実施の形態のＤＣブラシレスモータ１が用いられる場合、実施の形態のＤＣブラシレスモータ１を電動工具の一部として組み込んでもよい。または、電動工具のハウジングの一部をモータ収納部とし、モータ収納部にハウジング以外のＤＣブラシレスモータ１の各構成要素を組み込んでもよい。電動工具のハウジングの一部をモータ収納部とする場合において、位置決め凸部は、電動工具のハウジングにおける、モータ収容部の内周面に設けられれば良い。

（６）実施の形態、および、変形例１、２では、固定子１１が６の駆動コイルを備え、回転子１４が４極のリングマグネット１０６を備える場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、固定子１１は駆動コイルを８個備えてもよいし、１０個備えてもよい。この場合、固定子鉄心１１１は駆動コイルの数だけ歯部（ティース）を有し、インシュレータ１１２は駆動コイルの数だけコイル絶縁部や係合凸部を備える。また、回転子１４は、２極や６極のリングマグネットを備えてもよい。

また、モータ１はＤＣブラシレスモータに限られず、ステッピングモータやサーボモータ等、固定子が電磁石で構成され、回転子の角度検出を行うセンサを備える任意のインナーロータ型の同期電動機であってよい。
＜まとめ＞
以上説明したように、実施の形態に係るインナーロータ型モータ１は、ハウジング１２、１３内に固定子１１が固設され、固定子１１内に回転子１４が同軸に配され、固定子１１の軸心方向の一端にセンサ基板１１５が配されている。ハウジング１２、１３の内周面には凸部２０６が形成され、固定子１１の外周面には凹部１２１が形成され、この凹部１２１と凸部２０６の嵌合により、固定子１１はハウジング１２、１３に対して位置決めされる。固定子１１は、固定子鉄心１１１の軸心方向の一端の鉄心端面１９３に、取付面１９６を有する円環状のインシュレータ１１２が密着されて構成される。インシュレータ１１２には、センサ基板１１５が、回転子１４の回転角を検出可能な状態で取り付けられている。固定子１１の凹部１２１は、インシュレータ１１２の外周面１９７一部であって鉄心端面１９３との密着部分を含む部位１８９に切欠き部１２２が形成されることで構成される。そのため、インシュレータ１１２と固定子鉄心１１１がハウジング１２、１３の位置決め凸部２０６を挟み込む構造となる。したがって、インシュレータ１１２の軸心方向の厚みは切欠き部１２２からセンサ固定面１９５のみを考慮すればよい。結果としてモータ１の軸心方向の長さを抑制することができる。また、ハウジング１２、１３が凹部を有さないので、モータ１の径方向の大きさも抑制することができる。

また、インシュレータ１１２の外周面１９７における切欠き部１２２を除く領域の外径の最大値は、固定子鉄心１１１の外径の最大値以下である。このようにすることで、ハウジング１２、１３が径方向に大きくなることを抑止でき、モータの小型化に奏功する。
また、切欠き部１２２は、インシュレータ１１２の全周にわたって連続しており、固定子１１の（位置決め）凹部１２１は、円環状の溝である。このようにすることで、周方向に均一な容易な構成で、位置決め凹部１２１を実現することができる。

また、ハウジング３１の（位置決め）凸部３３０は、軸心方向において、固定子１１の（位置決め）凹部１２１の軸心方向における幅と同一の幅である突起３３１〜３３３を２以上含む、としてもよい。すなわち、必ずしも凸部３３０と凹部１２１が隙間なくかみ合う構造でなくてもよい。このようにすることで、軸心方向における固定子１１とハウジング３１との相対移動を抑止し固定子１１の位置決めを行える構造であれば、本開示を実施することが可能となる。

また、本開示に係る電動工具は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のモータ１を備えることを特徴とする電動工具である。

１ ＤＣブラシレスモータ（インナーロータ型モータ）
１１、２１、４１ 固定子
１２、２２、３１ 第１半ケージング（ハウジング）
１３ 第２半ケージング（ハウジング）
１４ 回転子
１０１ シャフト
１０２、１０３ 軸受
１０４ 冷却ファン
１０５ 回転子鉄心
１０６ リングマグネット
１０７ ホルダー
１１１ 固定子鉄心
１１２、４１２ インシュレータ
１１３ インシュレータ
１１４ 放熱台
１１５、４１５ センサ基板
１１６ 磁気センサ
１２１、３１０ 位置決め凹部（凹部）
１２２ 切欠き部
３１１、３１２ 窪み
２０６、３２０、３３０ 位置決め凸部（凸部）
３２１〜３２３、３３１〜３３３ 突起
１９１ 固定子鉄心の外周面
１９２ 固定子鉄心の内周面
１９３ 固定子鉄心の端面（鉄心端面）
１９４ 固定子鉄心の端面
１９５ インシュレータのセンサ固定面
１９６ インシュレータの取付面
１９７ インシュレータの外周面
１９８ インシュレータの内周面
１９９ インシュレータの第２の外周面
１８８ インシュレータの端面
１８９ インシュレータの外縁部位（外周面一部であって鉄心端面との密着部分を含む部位）

Claims (5)

1. ハウジング内に固定子が固設され、前記固定子内に回転子が同軸に配され、前記固定子の軸心方向の一端にセンサ基板が配されているインナーロータ型モータであって、
   前記ハウジングの内周面には凸部が形成され、前記固定子の外周面には凹部が形成され、この凹部と凸部の嵌合により、前記固定子は前記ハウジングに対して位置決めされ、
   前記固定子は、固定子鉄心の軸心方向の一端の鉄心端面に、取付面を有する円環状のインシュレータが密着されて構成され、
   前記インシュレータには、前記センサ基板が、前記回転子の回転角を検出可能な状態で取り付けられており、
   前記固定子の凹部は、前記インシュレータの外周面一部であって前記鉄心端面との密着部分を含む部位に切欠き部が形成されることで構成されている
   ことを特徴とするインナーロータ型モータ。
2. 前記インシュレータの前記外周面における前記切欠き部を除く領域の外径の最大値は、前記固定子鉄心の外径の最大値以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載のインナーロータ型モータ。
3. 前記切欠き部は、前記インシュレータの全周にわたって連続しており、
   前記固定子の前記凹部は、円環状の溝である
   ことを特徴とする請求項１に記載のインナーロータ型モータ。
4. 前記ハウジングの前記凸部は、軸心方向において、前記固定子の前記凹部の軸心方向における幅と同一の幅である突起を２以上含む
   ことを特徴とする請求項３に記載のインナーロータ型モータ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載のインナーロータ型モータを備える
   ことを特徴とする電動工具。

Images